Java 8的新特性——终极版

原文:Java 8 Features Tutorial – The ULTIMATE Guide

前言: Java 8 已经发布很久了,很多报道表明Java 8 是一次重大的版本升级。在Java Code Geeks上已经有很多介绍Java 8新特性的文章,例如Playing with Java 8 – Lambdas and ConcurrencyJava 8 Date Time API Tutorial : LocalDateTimeAbstract Class Versus Interface in the JDK 8 Era。本文还参考了一些其他资料,例如:15 Must Read Java 8 TutorialsThe Dark Side of Java 8。本文综合了上述资料,整理成一份关于Java 8新特性的参考教材,希望你有所收获。

1. 简介

毫无疑问,Java 8是Java自Java 5(发布于2004年)之后的最重要的版本。这个版本包含语言、编译器、库、工具和JVM等方面的十多个新特性。在本文中我们将学习这些新特性,并用实际的例子说明在什么场景下适合使用。

这个教程包含Java开发者经常面对的几类问题:

  • 语言
  • 编译器
  • 工具
  • 运行时(JVM)

2. Java语言的新特性

Java 8是Java的一个重大版本,有人认为,虽然这些新特性领Java开发人员十分期待,但同时也需要花不少精力去学习。在这一小节中,我们将介绍Java 8的大部分新特性。

2.1 Lambda表达式和函数式接口

Lambda表达式(也称为闭包)是Java 8中最大和最令人期待的语言改变。它允许我们将函数当成参数传递给某个方法,或者把代码本身当作数据处理:函数式开发者非常熟悉这些概念。很多JVM平台上的语言(Groovy、Scala等)从诞生之日就支持Lambda表达式,但是Java开发者没有选择,只能使用匿名内部类代替Lambda表达式。

Lambda的设计耗费了很多时间和很大的社区力量,最终找到一种折中的实现方案,可以实现简洁而紧凑的语言结构。最简单的Lambda表达式可由逗号分隔的参数列表、->符号和语句块组成,例如:

  1. Arrays.asList("a", "b", "d").forEach(e -> System.out.println(e));

在上面这个代码中的参数e的类型是由编译器推理得出的,你也可以显式指定该参数的类型,例如:

  1. Arrays.asList("a", "b", "d").forEach((String e) -> System.out.println(e));

如果Lambda表达式需要更复杂的语句块,则可以使用花括号将该语句块括起来,类似于Java中的函数体,例如:

  1. Arrays.asList( "a", "b", "d" ).forEach(e -> {
  2. System.out.print(e);
  3. System.out.print(e);
  4. });

Lambda表达式可以引用类成员和局部变量(会将这些变量隐式得转换成final的),例如下列两个代码块的效果完全相同:

  1. String separator = ",";
  2. Arrays.asList("a", "b", "d").forEach(
  3. (String e) -> System.out.print(e + separator));

  1. final String separator = ",";
  2. Arrays.asList( "a", "b", "d" ).forEach(
  3. ( String e ) -> System.out.print( e + separator ) );

Lambda表达式有返回值,返回值的类型也由编译器推理得出。如果Lambda表达式中的语句块只有一行,则可以不用使用return语句,下列两个代码片段效果相同:

  1. Arrays.asList("a", "b", "d").sort((e1, e2) -> e1.compareTo(e2));

  1. Arrays.asList("a", "b", "d").sort((e1, e2) -> {
  2. int result = e1.compareTo(e2);
  3. return result;
  4. });

Lambda的设计者们为了让现有的功能与Lambda表达式良好兼容,考虑了很多方法,于是产生了函数接口这个概念。函数接口指的是只有一个函数的接口,这样的接口可以隐式转换为Lambda表达式。java.lang.Runnablejava.util.concurrent.Callable是函数式接口的最佳例子。在实践中,函数式接口非常脆弱:只要某个开发者在该接口中添加一个函数,则该接口就不再是函数式接口进而导致编译失败。为了克服这种代码层面的脆弱性,并显式说明某个接口是函数式接口,Java 8 提供了一个特殊的注解@FunctionalInterface(Java 库中的所有相关接口都已经带有这个注解了),举个简单的函数式接口的定义:

  1. @FunctionalInterface
  2. public interface Functional {
  3. void method();
  4. }

不过有一点需要注意,默认方法和静态方法不会破坏函数式接口的定义,因此如下的代码是合法的。

  1. @FunctionalInterface
  2. public interface FunctionalDefaultMethods {
  3. void method();
  4. default void defaultMethod() {
  5. }
  6. }

Lambda表达式作为Java 8的最大卖点,它有潜力吸引更多的开发者加入到JVM平台,并在纯Java编程中使用函数式编程的概念。如果你需要了解更多Lambda表达式的细节,可以参考官方文档

2.2 接口的默认方法和静态方法

Java 8使用两个新概念扩展了接口的含义:默认方法和静态方法。默认方法使得接口有点类似traits,不过要实现的目标不一样。默认方法使得开发者可以在 不破坏二进制兼容性的前提下,往现存接口中添加新的方法,即不强制那些实现了该接口的类也同时实现这个新加的方法。

默认方法和抽象方法之间的区别在于抽象方法需要实现,而默认方法不需要。接口提供的默认方法会被接口的实现类继承或者覆写,例子代码如下:

  1. private interface Defaulable {
  2. // Interfaces now allow default methods, the implementer may or
  3. // may not implement (override) them.
  4. default String notRequired() {
  5. return "Default implementation";
  6. }
  7. }
  8. private static class DefaultableImpl implements Defaulable {
  9. }
  10. private static class OverridableImpl implements Defaulable {
  11. @Override
  12. public String notRequired() {
  13. return "Overridden implementation";
  14. }
  15. }

Defaulable接口使用关键字default定义了一个默认方法notRequired()DefaultableImpl类实现了这个接口,同时默认继承了这个接口中的默认方法;OverridableImpl类也实现了这个接口,但覆写了该接口的默认方法,并提供了一个不同的实现。

Java 8带来的另一个有趣的特性是在接口中可以定义静态方法,例子代码如下:

  1. private interface DefaulableFactory {
  2. // Interfaces now allow static methods
  3. static Defaulable create( Supplier< Defaulable > supplier ) {
  4. return supplier.get();
  5. }
  6. }

下面的代码片段整合了默认方法和静态方法的使用场景:

  1. public static void main( String[] args ) {
  2. Defaulable defaulable = DefaulableFactory.create( DefaultableImpl::new );
  3. System.out.println( defaulable.notRequired() );
  4. defaulable = DefaulableFactory.create( OverridableImpl::new );
  5. System.out.println( defaulable.notRequired() );
  6. }

这段代码的输出结果如下:

  1. Default implementation
  2. Overridden implementation

由于JVM上的默认方法的实现在字节码层面提供了支持,因此效率非常高。默认方法允许在不打破现有继承体系的基础上改进接口。该特性在官方库中的应用是:给java.util.Collection接口添加新方法,如stream()parallelStream()forEach()removeIf()等等。

尽管默认方法有这么多好处,但在实际开发中应该谨慎使用:在复杂的继承体系中,默认方法可能引起歧义和编译错误。如果你想了解更多细节,可以参考官方文档

2.3 方法引用

方法引用使得开发者可以直接引用现存的方法、Java类的构造方法或者实例对象。方法引用和Lambda表达式配合使用,使得java类的构造方法看起来紧凑而简洁,没有很多复杂的模板代码。

下面的例子中,Car类是不同方法引用的例子,可以帮助读者区分四种类型的方法引用。

  1. public static class Car {
  2. public static Car create( final Supplier< Car > supplier ) {
  3. return supplier.get();
  4. }
  5. public static void collide( final Car car ) {
  6. System.out.println( "Collided " + car.toString() );
  7. }
  8. public void follow( final Car another ) {
  9. System.out.println( "Following the " + another.toString() );
  10. }
  11. public void repair() {
  12. System.out.println( "Repaired " + this.toString() );
  13. }
  14. }

第一种方法引用的类型是构造器引用,语法是Class::new,或者更一般的形式:Class::new。注意:这个构造器没有参数。

  1. final Car car = Car.create( Car::new );
  2. final List< Car > cars = Arrays.asList( car );

第二种方法引用的类型是静态方法引用,语法是Class::static_method。注意:这个方法接受一个Car类型的参数。

  1. cars.forEach( Car::collide );

第三种方法引用的类型是某个类的成员方法的引用,语法是Class::method,注意,这个方法没有定义入参:

  1. cars.forEach( Car::repair );

第四种方法引用的类型是某个实例对象的成员方法的引用,语法是instance::method。注意:这个方法接受一个Car类型的参数:

  1. final Car police = Car.create( Car::new );
  2. cars.forEach( police::follow );

运行上述例子,可以在控制台看到如下输出(Car实例可能不同):

  1. Collided com.javacodegeeks.java8.method.references.MethodReferences$Car@7a81197d
  2. Repaired com.javacodegeeks.java8.method.references.MethodReferences$Car@7a81197d
  3. Following the com.javacodegeeks.java8.method.references.MethodReferences$Car@7a81197d

如果想了解和学习更详细的内容,可以参考官方文档

2.4 重复注解

自从Java 5中引入注解以来,这个特性开始变得非常流行,并在各个框架和项目中被广泛使用。不过,注解有一个很大的限制是:在同一个地方不能多次使用同一个注解。Java 8打破了这个限制,引入了重复注解的概念,允许在同一个地方多次使用同一个注解。

在Java 8中使用@Repeatable注解定义重复注解,实际上,这并不是语言层面的改进,而是编译器做的一个trick,底层的技术仍然相同。可以利用下面的代码说明:

  1. package com.javacodegeeks.java8.repeatable.annotations;
  2. import java.lang.annotation.ElementType;
  3. import java.lang.annotation.Repeatable;
  4. import java.lang.annotation.Retention;
  5. import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
  6. import java.lang.annotation.Target;
  7. public class RepeatingAnnotations {
  8. @Target( ElementType.TYPE )
  9. @Retention( RetentionPolicy.RUNTIME )
  10. public @interface Filters {
  11. Filter[] value();
  12. }
  13. @Target( ElementType.TYPE )
  14. @Retention( RetentionPolicy.RUNTIME )
  15. @Repeatable( Filters.class )
  16. public @interface Filter {
  17. String value();
  18. };
  19. @Filter( "filter1" )
  20. @Filter( "filter2" )
  21. public interface Filterable {
  22. }
  23. public static void main(String[] args) {
  24. for( Filter filter: Filterable.class.getAnnotationsByType( Filter.class ) ) {
  25. System.out.println( filter.value() );
  26. }
  27. }
  28. }

正如我们所见,这里的Filter类使用@Repeatable(Filters.class)注解修饰,而Filters是存放Filter注解的容器,编译器尽量对开发者屏蔽这些细节。这样,Filterable接口可以用两个Filter注解注释(这里并没有提到任何关于Filters的信息)。

另外,反射API提供了一个新的方法:getAnnotationsByType(),可以返回某个类型的重复注解,例如Filterable.class.getAnnoation(Filters.class)将返回两个Filter实例,输出到控制台的内容如下所示:

  1. filter1
  2. filter2

如果你希望了解更多内容,可以参考官方文档

2.5 更好的类型推断

Java 8编译器在类型推断方面有很大的提升,在很多场景下编译器可以推导出某个参数的数据类型,从而使得代码更为简洁。例子代码如下:

  1. package com.javacodegeeks.java8.type.inference;
  2. public class Value< T > {
  3. public static< T > T defaultValue() {
  4. return null;
  5. }
  6. public T getOrDefault( T value, T defaultValue ) {
  7. return ( value != null ) ? value : defaultValue;
  8. }
  9. }

下列代码是Value类型的应用:

  1. package com.javacodegeeks.java8.type.inference;
  2. public class TypeInference {
  3. public static void main(String[] args) {
  4. final Value< String > value = new Value<>();
  5. value.getOrDefault( "22", Value.defaultValue() );
  6. }
  7. }

参数Value.defaultValue()的类型由编译器推导得出,不需要显式指明。在Java 7中这段代码会有编译错误,除非使用Value.<String>defaultValue()

2.6 拓宽注解的应用场景

Java 8拓宽了注解的应用场景。现在,注解几乎可以使用在任何元素上:局部变量、接口类型、超类和接口实现类,甚至可以用在函数的异常定义上。下面是一些例子:

  1. package com.javacodegeeks.java8.annotations;
  2. import java.lang.annotation.ElementType;
  3. import java.lang.annotation.Retention;
  4. import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
  5. import java.lang.annotation.Target;
  6. import java.util.ArrayList;
  7. import java.util.Collection;
  8. public class Annotations {
  9. @Retention( RetentionPolicy.RUNTIME )
  10. @Target( { ElementType.TYPE_USE, ElementType.TYPE_PARAMETER } )
  11. public @interface NonEmpty {
  12. }
  13. public static class Holder< @NonEmpty T > extends @NonEmpty Object {
  14. public void method() throws @NonEmpty Exception {
  15. }
  16. }
  17. @SuppressWarnings( "unused" )
  18. public static void main(String[] args) {
  19. final Holder< String > holder = new @NonEmpty Holder< String >();
  20. @NonEmpty Collection< @NonEmpty String > strings = new ArrayList<>();
  21. }
  22. }

ElementType.TYPE_USERElementType.TYPE_PARAMETER是Java 8新增的两个注解,用于描述注解的使用场景。Java 语言也做了对应的改变,以识别这些新增的注解。

3. Java编译器的新特性

3.1 参数名称

为了在运行时获得Java程序中方法的参数名称,老一辈的Java程序员必须使用不同方法,例如Paranamer liberary。Java 8终于将这个特性规范化,在语言层面(使用反射API和Parameter.getName()方法)和字节码层面(使用新的javac编译器以及-parameters参数)提供支持。

  1. package com.javacodegeeks.java8.parameter.names;
  2. import java.lang.reflect.Method;
  3. import java.lang.reflect.Parameter;
  4. public class ParameterNames {
  5. public static void main(String[] args) throws Exception {
  6. Method method = ParameterNames.class.getMethod( "main", String[].class );
  7. for( final Parameter parameter: method.getParameters() ) {
  8. System.out.println( "Parameter: " + parameter.getName() );
  9. }
  10. }
  11. }

在Java 8中这个特性是默认关闭的,因此如果不带-parameters参数编译上述代码并运行,则会输出如下结果:

  1. Parameter: arg0

如果带-parameters参数,则会输出如下结果(正确的结果):

  1. Parameter: args

如果你使用Maven进行项目管理,则可以在maven-compiler-plugin编译器的配置项中配置-parameters参数:

  1. <plugin>
  2. <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
  3. <artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
  4. <version>3.1</version>
  5. <configuration>
  6. <compilerArgument>-parameters</compilerArgument>
  7. <source>1.8</source>
  8. <target>1.8</target>
  9. </configuration>
  10. </plugin>

4. Java官方库的新特性

Java 8增加了很多新的工具类(date/time类),并扩展了现存的工具类,以支持现代的并发编程、函数式编程等。

4.1 Optional

Java应用中最常见的bug就是空值异常。在Java 8之前,Google Guava引入了Optionals类来解决NullPointerException,从而避免源码被各种null检查污染,以便开发者写出更加整洁的代码。Java 8也将Optional加入了官方库。

Optional仅仅是一个容器:存放T类型的值或者null。它提供了一些有用的接口来避免显式的null检查,可以参考Java 8官方文档了解更多细节。

接下来看一点使用Optional的例子:可能为空的值或者某个类型的值。

  1. Optional< String > fullName = Optional.ofNullable( null );
  2. System.out.println( "Full Name is set? " + fullName.isPresent() );
  3. System.out.println( "Full Name: " + fullName.orElseGet( () -> "[none]" ) );
  4. System.out.println( fullName.map( s -> "Hey " + s + "!" ).orElse( "Hey Stranger!" ) );

如果Optional实例持有一个非空值,则isPresent()方法返回true,否则返回false;orElseGet()方法,Optional实例持有null,则可以接受一个lambda表达式生成的默认值;map()方法可以将现有的Opetional实例的值转换成新的值;orElse()方法与orElseGet()方法类似,但是在持有null的时候返回传入的默认值。

上述代码的输出结果如下:

  1. Full Name is set? false
  2. Full Name: [none]
  3. Hey Stranger!

再看下另一个简单的例子:

  1. Optional< String > firstName = Optional.of( "Tom" );
  2. System.out.println( "First Name is set? " + firstName.isPresent() );
  3. System.out.println( "First Name: " + firstName.orElseGet( () -> "[none]" ) );
  4. System.out.println( firstName.map( s -> "Hey " + s + "!" ).orElse( "Hey Stranger!" ) );
  5. System.out.println();

这个例子的输出是:

  1. First Name is set? true
  2. First Name: Tom
  3. Hey Tom!

如果想了解更多的细节,请参考官方文档

4.2 Streams

新增的Stream API(java.util.stream)将现实世界的函数式编程引入了Java库中。这是目前为止最大的一次对Java库的完善,以便开发者能够写出更加有效、更加简洁和紧凑的代码。

Stream API极大得简化了集合操作(后面我们会看到不止是集合),首先看下这个叫Task的类:

  1. public class Streams {
  2. private enum Status {
  3. OPEN, CLOSED
  4. };
  5. private static final class Task {
  6. private final Status status;
  7. private final Integer points;
  8. Task( final Status status, final Integer points ) {
  9. this.status = status;
  10. this.points = points;
  11. }
  12. public Integer getPoints() {
  13. return points;
  14. }
  15. public Status getStatus() {
  16. return status;
  17. }
  18. @Override
  19. public String toString() {
  20. return String.format( "[%s, %d]", status, points );
  21. }
  22. }
  23. }

Task类有一个分数(或伪复杂度)的概念,另外还有两种状态:OPEN或者CLOSED。现在假设有一个task集合:

  1. final Collection< Task > tasks = Arrays.asList(
  2. new Task( Status.OPEN, 5 ),
  3. new Task( Status.OPEN, 13 ),
  4. new Task( Status.CLOSED, 8 )
  5. );

首先看一个问题:在这个task集合中一共有多少个OPEN状态的点?在Java 8之前,要解决这个问题,则需要使用foreach循环遍历task集合;但是在Java 8中可以利用streams解决:包括一系列元素的列表,并且支持顺序和并行处理。

  1. // Calculate total points of all active tasks using sum()
  2. final long totalPointsOfOpenTasks = tasks
  3. .stream()
  4. .filter( task -> task.getStatus() == Status.OPEN )
  5. .mapToInt( Task::getPoints )
  6. .sum();
  7. System.out.println( "Total points: " + totalPointsOfOpenTasks );

运行这个方法的控制台输出是:

  1. Total points: 18

这里有很多知识点值得说。首先,tasks集合被转换成stream表示;其次,在stream上的filter操作会过滤掉所有CLOSED的task;第三,mapToInt操作基于每个task实例的Task::getPoints方法将task流转换成Integer集合;最后,通过sum方法计算总和,得出最后的结果。

在学习下一个例子之前,还需要记住一些streams(点此更多细节)的知识点。Stream之上的操作可分为中间操作和晚期操作。

中间操作会返回一个新的stream——执行一个中间操作(例如filter)并不会执行实际的过滤操作,而是创建一个新的stream,并将原stream中符合条件的元素放入新创建的stream。

晚期操作(例如forEach或者sum),会遍历stream并得出结果或者附带结果;在执行晚期操作之后,stream处理线已经处理完毕,就不能使用了。在几乎所有情况下,晚期操作都是立刻对stream进行遍历。

stream的另一个价值是创造性地支持并行处理(parallel processing)。对于上述的tasks集合,我们可以用下面的代码计算所有任务的点数之和:

  1. // Calculate total points of all tasks
  2. final double totalPoints = tasks
  3. .stream()
  4. .parallel()
  5. .map( task -> task.getPoints() ) // or map( Task::getPoints )
  6. .reduce( 0, Integer::sum );
  7. System.out.println( "Total points (all tasks): " + totalPoints );

这里我们使用parallel方法并行处理所有的task,并使用reduce方法计算最终的结果。控制台输出如下:

  1. Total pointsall tasks): 26.0

对于一个集合,经常需要根据某些条件对其中的元素分组。利用stream提供的API可以很快完成这类任务,代码如下:

  1. // Group tasks by their status
  2. final Map< Status, List< Task > > map = tasks
  3. .stream()
  4. .collect( Collectors.groupingBy( Task::getStatus ) );
  5. System.out.println( map );

控制台的输出如下:

  1. {CLOSED=[[CLOSED, 8]], OPEN=[[OPEN, 5], [OPEN, 13]]}

最后一个关于tasks集合的例子问题是:如何计算集合中每个任务的点数在集合中所占的比重,具体处理的代码如下:

  1. // Calculate the weight of each tasks (as percent of total points)
  2. final Collection< String > result = tasks
  3. .stream() // Stream< String >
  4. .mapToInt( Task::getPoints ) // IntStream
  5. .asLongStream() // LongStream
  6. .mapToDouble( points -> points / totalPoints ) // DoubleStream
  7. .boxed() // Stream< Double >
  8. .mapToLong( weigth -> ( long )( weigth * 100 ) ) // LongStream
  9. .mapToObj( percentage -> percentage + "%" ) // Stream< String>
  10. .collect( Collectors.toList() ); // List< String >
  11. System.out.println( result );

控制台输出结果如下:

  1. [19%, 50%, 30%]

最后,正如之前所说,Stream API不仅可以作用于Java集合,传统的IO操作(从文件或者网络一行一行得读取数据)可以受益于stream处理,这里有一个小例子:

  1. final Path path = new File( filename ).toPath();
  2. try( Stream< String > lines = Files.lines( path, StandardCharsets.UTF_8 ) ) {
  3. lines.onClose( () -> System.out.println("Done!") ).forEach( System.out::println );
  4. }

Stream的方法onClose 返回一个等价的有额外句柄的Stream,当Stream的close()方法被调用的时候这个句柄会被执行。Stream API、Lambda表达式还有接口默认方法和静态方法支持的方法引用,是Java 8对软件开发的现代范式的响应。

4.3 Date/Time API(JSR 310)

Java 8引入了新的Date-Time API(JSR 310)来改进时间、日期的处理。时间和日期的管理一直是最令Java开发者痛苦的问题。java.util.Date和后来的java.util.Calendar一直没有解决这个问题(甚至令开发者更加迷茫)。

因为上面这些原因,诞生了第三方库Joda-Time,可以替代Java的时间管理API。Java 8中新的时间和日期管理API深受Joda-Time影响,并吸收了很多Joda-Time的精华。新的java.time包包含了所有关于日期、时间、时区、Instant(跟日期类似但是精确到纳秒)、duration(持续时间)和时钟操作的类。新设计的API认真考虑了这些类的不变性(从java.util.Calendar吸取的教训),如果某个实例需要修改,则返回一个新的对象。

我们接下来看看java.time包中的关键类和各自的使用例子。首先,Clock类使用时区来返回当前的纳秒时间和日期。Clock可以替代System.currentTimeMillis()TimeZone.getDefault()

  1. // Get the system clock as UTC offset
  2. final Clock clock = Clock.systemUTC();
  3. System.out.println( clock.instant() );
  4. System.out.println( clock.millis() );

这个例子的输出结果是:

  1. 2014-04-12T15:19:29.282Z
  2. 1397315969360

第二,关注下LocalDateLocalTime类。LocalDate仅仅包含ISO-8601日历系统中的日期部分;LocalTime则仅仅包含该日历系统中的时间部分。这两个类的对象都可以使用Clock对象构建得到。

  1. // Get the local date and local time
  2. final LocalDate date = LocalDate.now();
  3. final LocalDate dateFromClock = LocalDate.now( clock );
  4. System.out.println( date );
  5. System.out.println( dateFromClock );
  6. // Get the local date and local time
  7. final LocalTime time = LocalTime.now();
  8. final LocalTime timeFromClock = LocalTime.now( clock );
  9. System.out.println( time );
  10. System.out.println( timeFromClock );

上述例子的输出结果如下:

  1. 2014-04-12
  2. 2014-04-12
  3. 11:25:54.568
  4. 15:25:54.568

LocalDateTime类包含了LocalDate和LocalTime的信息,但是不包含ISO-8601日历系统中的时区信息。这里有一些关于LocalDate和LocalTime的例子

  1. // Get the local date/time
  2. final LocalDateTime datetime = LocalDateTime.now();
  3. final LocalDateTime datetimeFromClock = LocalDateTime.now( clock );
  4. System.out.println( datetime );
  5. System.out.println( datetimeFromClock );

上述这个例子的输出结果如下:

  1. 2014-04-12T11:37:52.309
  2. 2014-04-12T15:37:52.309

如果你需要特定时区的data/time信息,则可以使用ZoneDateTime,它保存有ISO-8601日期系统的日期和时间,而且有时区信息。下面是一些使用不同时区的例子:

  1. // Get the zoned date/time
  2. final ZonedDateTime zonedDatetime = ZonedDateTime.now();
  3. final ZonedDateTime zonedDatetimeFromClock = ZonedDateTime.now( clock );
  4. final ZonedDateTime zonedDatetimeFromZone = ZonedDateTime.now( ZoneId.of( "America/Los_Angeles" ) );
  5. System.out.println( zonedDatetime );
  6. System.out.println( zonedDatetimeFromClock );
  7. System.out.println( zonedDatetimeFromZone );

这个例子的输出结果是:

  1. 2014-04-12T11:47:01.017-04:00[America/New_York]
  2. 2014-04-12T15:47:01.017Z
  3. 2014-04-12T08:47:01.017-07:00[America/Los_Angeles]

最后看下Duration类,它持有的时间精确到秒和纳秒。这使得我们可以很容易得计算两个日期之间的不同,例子代码如下:

  1. // Get duration between two dates
  2. final LocalDateTime from = LocalDateTime.of( 2014, Month.APRIL, 16, 0, 0, 0 );
  3. final LocalDateTime to = LocalDateTime.of( 2015, Month.APRIL, 16, 23, 59, 59 );
  4. final Duration duration = Duration.between( from, to );
  5. System.out.println( "Duration in days: " + duration.toDays() );
  6. System.out.println( "Duration in hours: " + duration.toHours() );

这个例子用于计算2014年4月16日和2015年4月16日之间的天数和小时数,输出结果如下:

  1. Duration in days: 365
  2. Duration in hours: 8783

对于Java 8的新日期时间的总体印象还是比较积极的,一部分是因为Joda-Time的积极影响,另一部分是因为官方终于听取了开发人员的需求。如果希望了解更多细节,可以参考官方文档

4.4 Nashorn JavaScript引擎

Java 8提供了新的Nashorn JavaScript引擎,使得我们可以在JVM上开发和运行JS应用。Nashorn JavaScript引擎是javax.script.ScriptEngine的另一个实现版本,这类Script引擎遵循相同的规则,允许Java和JavaScript交互使用,例子代码如下:

  1. ScriptEngineManager manager = new ScriptEngineManager();
  2. ScriptEngine engine = manager.getEngineByName( "JavaScript" );
  3. System.out.println( engine.getClass().getName() );
  4. System.out.println( "Result:" + engine.eval( "function f() { return 1; }; f() + 1;" ) );

这个代码的输出结果如下:

  1. jdk.nashorn.api.scripting.NashornScriptEngine
  2. Result: 2

4.5 Base64

对Base64编码的支持已经被加入到Java 8官方库中,这样不需要使用第三方库就可以进行Base64编码,例子代码如下:

  1. package com.javacodegeeks.java8.base64;
  2. import java.nio.charset.StandardCharsets;
  3. import java.util.Base64;
  4. public class Base64s {
  5. public static void main(String[] args) {
  6. final String text = "Base64 finally in Java 8!";
  7. final String encoded = Base64
  8. .getEncoder()
  9. .encodeToString( text.getBytes( StandardCharsets.UTF_8 ) );
  10. System.out.println( encoded );
  11. final String decoded = new String(
  12. Base64.getDecoder().decode( encoded ),
  13. StandardCharsets.UTF_8 );
  14. System.out.println( decoded );
  15. }
  16. }

这个例子的输出结果如下:

  1. QmFzZTY0IGZpbmFsbHkgaW4gSmF2YSA4IQ==
  2. Base64 finally in Java 8!

新的Base64 API也支持URL和MIME的编码解码。
(Base64.getUrlEncoder() / Base64.getUrlDecoder(), Base64.getMimeEncoder() / Base64.getMimeDecoder())。

4.6 并行数组

Java8版本新增了很多新的方法,用于支持并行数组处理。最重要的方法是parallelSort(),可以显著加快多核机器上的数组排序。下面的例子论证了parallexXxx系列的方法:

  1. package com.javacodegeeks.java8.parallel.arrays;
  2. import java.util.Arrays;
  3. import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;
  4. public class ParallelArrays {
  5. public static void main( String[] args ) {
  6. long[] arrayOfLong = new long [ 20000 ];
  7. Arrays.parallelSetAll( arrayOfLong,
  8. index -> ThreadLocalRandom.current().nextInt( 1000000 ) );
  9. Arrays.stream( arrayOfLong ).limit( 10 ).forEach(
  10. i -> System.out.print( i + " " ) );
  11. System.out.println();
  12. Arrays.parallelSort( arrayOfLong );
  13. Arrays.stream( arrayOfLong ).limit( 10 ).forEach(
  14. i -> System.out.print( i + " " ) );
  15. System.out.println();
  16. }
  17. }

上述这些代码使用parallelSetAll()方法生成20000个随机数,然后使用parallelSort()方法进行排序。这个程序会输出乱序数组和排序数组的前10个元素。上述例子的代码输出的结果是:

  1. Unsorted: 591217 891976 443951 424479 766825 351964 242997 642839 119108 552378
  2. Sorted: 39 220 263 268 325 607 655 678 723 793

4.7 并发性

基于新增的lambda表达式和stream特性,在Java 8中为java.util.concurrent.ConcurrentHashMap类添加了新的方法来支持聚焦操作;另外,也为java.util.concurrentForkJoinPool类添加了新的方法来支持通用线程池操作(更多内容可以参考我们的并发编程课程)。

Java 8还添加了新的java.util.concurrent.locks.StampedLock类,用于支持基于容量的锁——该锁有三个模型用于支持读写操作(可以把这个锁当做是java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock的替代者)。

java.util.concurrent.atomic包中也新增了不少工具类,列举如下:

  • DoubleAccumulator
  • DoubleAdder
  • LongAccumulator
  • LongAdder

5. 新的Java工具

Java 8提供了一些新的命令行工具,这部分会讲解一些对开发者最有用的工具。

5.1 Nashorn引擎:jjs

jjs是一个基于标准Nashorn引擎的命令行工具,可以接受js源码并执行。例如,我们写一个func.js文件,内容如下:

  1. function f() {
  2. return 1;
  3. };
  4. print( f() + 1 );

可以在命令行中执行这个命令:jjs func.js,控制台输出结果是:

  1. 2

如果需要了解细节,可以参考官方文档

5.2 类依赖分析器:jdeps

jdeps是一个相当棒的命令行工具,它可以展示包层级和类层级的Java类依赖关系,它以.class文件、目录或者Jar文件为输入,然后会把依赖关系输出到控制台。

我们可以利用jedps分析下Spring Framework库,为了让结果少一点,仅仅分析一个JAR文件:org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar

  1. jdeps org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar

这个命令会输出很多结果,我们仅看下其中的一部分:依赖关系按照包分组,如果在classpath上找不到依赖,则显示”not found”。

  1. org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar -> C:\Program Files\Java\jdk1.8.0\jre\lib\rt.jar
  2. org.springframework.core (org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar)
  3. -> java.io
  4. -> java.lang
  5. -> java.lang.annotation
  6. -> java.lang.ref
  7. -> java.lang.reflect
  8. -> java.util
  9. -> java.util.concurrent
  10. -> org.apache.commons.logging not found
  11. -> org.springframework.asm not found
  12. -> org.springframework.asm.commons not found
  13. org.springframework.core.annotation (org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar)
  14. -> java.lang
  15. -> java.lang.annotation
  16. -> java.lang.reflect
  17. -> java.util

更多的细节可以参考官方文档

6. JVM的新特性

使用MetaspaceJEP 122)代替持久代(PermGen space)。在JVM参数方面,使用-XX:MetaSpaceSize-XX:MaxMetaspaceSize代替原来的-XX:PermSize-XX:MaxPermSize

7. 结论

通过为开发者提供很多能够提高生产力的特性,Java 8使得Java平台前进了一大步。现在还不太适合将Java 8应用在生产系统中,但是在之后的几个月中Java 8的应用率一定会逐步提高(PS:原文时间是2014年5月9日,现在在很多公司Java 8已经成为主流,我司由于体量太大,现在也在一点点上Java 8,虽然慢但是好歹在升级了)。作为开发者,现在应该学习一些Java 8的知识,为升级做好准备。

关于Spring:对于企业级开发,我们也应该关注Spring社区对Java 8的支持,可以参考这篇文章——Spring 4支持的Java 8新特性一览

8. 参考资料